JPS596699A - 電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の関連する技術分野 本発明は、ダイアフラム及び電気機械アクチコＴ−夕を
有し、このアクチュエータを、これからの運動を前記ダ
イアフラムに伝達するレバー機構を介してダイアフラム
に連結するようにした電気音響変換器に関するすもので
ある。

従来技術 この種電気音響変換器は例えばビエゾレラミック変換器
とし、電気機械アクチュエータはビエゾレラミック素子
と１ｊる。その他の電気音響変換器としては例えばｌｊ
Ｊ電彩変換器がある。電気機械アクチュエータは磁ｒ１
装置と、ボイスコイル巻型に膠装され磁石装置の空隙に
配置されたボイスコイルとを具える。動電形変換器はＪ
フ・ダブリコー・マツク　ラックラン著、゛′ラウドス
ピーカー゛′クラレンドン　プレス　オックスフＡ−ド
、１９３４年、第２２５及び２２６頁に記載されている
。

この刊行物に記載されているレバー装置は、アクチュエ
ータ及びダイアフラム間の最大行程を増大するようにし
ている。かかるレバー装置を具える既知の変換器の欠点
は著しく高い歪みを有する出力信号を発生ずることであ
る。

発明の開示 本発明の目的は、歪みの低い出力信号を発生すると共に
動作寿命の長い変換器を提供ぴんと覆るにある。

本発明は、ダイアフラム及び電気機械アクチュエータを
有し、このアクチユエータを、これからの運動を前記ダ
イ）′フラムに伝達覆るレバー機構を介して夕゛イアフ
ラムに連結するようにした電気音響変換器において、前
記レバー機構は、互に成る角度又１．１変換器の中心軸
線に対し成る角度で配列された０周（ｎ＞２）のレバー
装置を具え、核酸る角度を、１］＝２の場合１８０°よ
り小さくし、１に３の場合３６０°／ｎに等しくづるよ
うにしたことを特徴とする。

本発明は、レバー装置を有する電気音響変換器の種々の
可動部分の心出しが満足なものとはならないと云う事実
を基として成したものである。既知の変換器の心出しリ
ング（又はスパイダ）のような従来既知の心出し装置は
一般に満足な心出し機能を〒さない。かＪ：うに満足な
心出しが行われない場合には例えば動電形変換器のボイ
スコイルは空隙内で中心がずれるようになる。従って長
時間使用するとボイスコイルが切断するＪ：うになる場
合し起り得る。これがため変換器は作動し得なくなる。

少くとも２個のレバー装置によって伝達を行う場合には
１自由度のみ、即ちダイアフラムの行程方向の運動のみ
が残るＪ、うになる。この場合の利点は、例えば心出り
、リングによって特定の心出しを行う必要が最♀やなく
なり、従って通常用いられている心出しリングを省略し
得る点である。又、特に平１Ｆ１なダイアフラム変換器
の場合には上記手段によって得られる利点は、タイアフ
ラム周縁に固着され且つ変換器シｔ・−シに固着され、
しかも通常必用し機能及び密封機能を有づるコンプライ
アンス素子が、最ψ・１ゝ）心出し機能をイする必要は
なく、密封機能の１７を早するだ（Ｊでよい点である。

これがためコンプライアンス素子に課せられた要求は）
「程厳しくはなくなる。しかし上述した所はレバー装置
が実際十即想的な装置として作動する場合にのみ適用さ
れるものであり、これは各レバー装置が関連する平面で
ほぼ運動づ゛る場合である。

本発明の好適な例では電気（幾械アクチコエータは、磁
石装置と、ボイスコイル巻型に巻装され磁石装置の空隙
に配ＩＮされたボイスコイルとを具え、レバー装置は、
レバーアー１１を貝え、該レバーアームを、その第１（
１７置で支点に連結し、第２位置でボイスコイル巻型に
連結し、第３位置でダイアフラムに連結し得るようにす
る。

レバーアームの第１及び第３位置間の距離をこれがレバ
ーアームの第１及び第２位置間の距離よりも長くなるよ
うに選定する場合にはダイアフラムの行程をボイスコイ
ル巻型の行程よりも大きくすることができる。一般にレ
バーアームの第１位置はその一端又はその近くに位置づ
る。レバーアームの第３位置は、例えばその他端又はそ
の近くに位置する。従って第２位置は第１位置と第３位
置との間に位置覆る。しかし、逆に第２位置をレバー７
−ムのｉｌ！！端又はその近くに位置させ、第１位置を
第２荀買と第３位置との間に位置させることもできる。

本発明の他の好適な例ではレバーアームを、イの第１位
置で＋ｊ第１ピボツ１〜素子を経て前記支点に連結し、
第２位置では第２ピボツト素子、第１０ツト及び第２ピ
ボツト素子を経て前記ボイスコイル巻へ′Ｊに連り一シ
、第３′ｌずｌ胃では第４ピボット累了、第２０ツ］・
及び第５ピボツ］・素子を経て前記ダイアフラムに連結
しく；するようにづる。本発明の更に他の例ではレバー
アームを、その第３位置では第１ピボツ［・素子を軒で
前記ダイアフラムに連結し、第２位置では第２ピボツ１
〜素子、第１０ツト及び第３ピボツト素子を経てボイス
コイル巻型に連結し、第１位置では第４ビボツ１〜素子
、第２０ツト及び第５ピボット素子を経′Ｃ前記支点に
連結し得るようにする３、好適な例では第２０ツトは、
レバーアームとダイアフラムとの間に位置さけると共に
ダイアフラムの並進（即ち往復運動）に相当ザる１）Ｉ
２進運動を早目しめるように７る。これがため、変換器
の運ｖノ質ωはダイアフラムの重量と、第２０ツトの用
鍋と、ボイスコイル巻型及びボイスニ）イルの１ｆｆｉ
どの和にほぼ等しくなる。しかし、更に好適な例では第
２［］ツドをピボット素子を経て支点に固着する。これ
がため、第２０ツトは並進運動を行わないで同転運動の
みを行うようになる。従って変換器の運動質量は減少覆
るようになる。これがため関連する部分の重量を等しり
Ｊ゛る場合には電気音響変換効率を高めることかできる
。

上記両開の利点は、レバー装置がダイアツクｌ＼に作用
づる点が、ダイアフラムの所要運動方向に１１１当づる
方向に延在するほぼ直線状のラインに沿って運動するこ
とである。既知のレバー装置ではかかる直線状の運動を
行わなかった。即ちこの場合の作用点は円形のラインに
沿って、即ちダイアフラムの所望運動力１＾Ｊに対し直
角を戸１方向にのみ運動するものであり、従って追加の
歪みが発生するようになる。

更に第２の好適な例では第１、第２及び第４ビボムツ１
−素子並びに第１、第３及び第５ピボツ１〜素子を人々
−直線状に配列りる。これがため、小イス］イル巻型及
びダイアフラムの１１復運動は正しく直線状になり、従
ってレバー機構は変換器出力信号に殆んど歪みを与えな
くなる。ピボッ１〜素了は扱ばり及び２′又は交叉ばね
ピボットとづることかできるが少くとも第１、第２及び
第４ビボツ１〜素子を交叉はねピボットどして構成覆る
のが好適である。

第３及び８Ｆ！５ピボツト素子は僅かな角度だけ回転し
１ｑるようにｊる必要があり、従ってこの場合には板ば
ねを用いるのが右利である。しかし第１、第２及び第４
ピボツ１〜素子は広い角度に負って回転し得るようにす
る必要があり、従ってこの場合には仮ばねを用いるのは
好適ではなく、交叉ばねピボットを用いるのが好適であ
る。その理由はこれら交叉ばねピボットが広い角度に口
ってばね特性を保持しているからである。前記支点は、
ボイス」イル巻型内ヌｔｉｔ　ｆの通常の延長部に配設
し、且つ前記マグネット装首の前記ボイスコイル巻型内
に延在する部分に連結し得るようにする。この場合には
支点を全部のレバー装置に対し共通とする。

一般に、ダイア−ノラムの外側周縁及び変換器シャーシ
の双方に固着されたコンプライアンス素子は多数の要求
を満足りるものである。即ちコンプライアンス素子は心
出し機能を有すると共に密封機能を有し従って変換器を
バッフル内に組込む際ダイアフラムの前後間に音響的に
短絡回路が形成されるのを防止ザる３゜ 殆んどの場合コンプライアンス水子はダイアフラムを最
大行程で作動させることができる。１ル・エル・ベラネ
ック著の゛アコースティック″の第７・１図にはコンプ
ライアンス素子を符＠２で示している。一般にこのコン
プライアンス素子はその行程のみが制限されるため殆ん
どの場合かかるコンプライアンス素子は大行程電気音響
変換器に用いるのは好適ではない。その理由は特に大行
程の弾↑Ｉ［素子の非直線性特性のために変換器の出力
信号が大きく歪むからである。米国特許第３０１０８４
９ｆ３明ｍｌ書にはダイアフラムを大行程で作動させる
コンプライアンス素子が記載されている。

このコンプライアンス素子はジグザグへローとして構成
されているがこの場合でも出力信号の歪みか人さくなる
ことを確かめた。

かかる欠点を除去するために本発明は、ダイアフラムと
、その外周縁及び変換器シャーシに固着され、ジグザグ
ベローの形状をなす］ンプライアンス索子どを具える電
気音響変換器において、ダイアフラムの運りｊブ）向に
対し直角を成す多数の同一の断面の個所にて前記ベロー
に、ダイアフラムの往復運動中も前記断面を少くともほ
ぼ一定に保持する補強手段をｉす（）たことを特徴どす
る。

かかる手段は、ト記米国特訂明細占から既知の電気音響
変換器においで、＝１ンプライアンス索子が変換器の音
響出力（２ｉ号に影響を与えると云う事実を塁ととして
成したしのである。この影響は不所望であり、これによ
り出力信号を歪ませるようになる。

かかる影響の；、夕１明を以下に行う。例えばダイアフ
ラムを正弦波状にＩＩＩｖ！ｌ１ＩＪざ凹ることにより
ジグザグベローを膨張さく！、次いで収縮さゼるように
づる。ベローのかかるＩｌｉｏｌ（張及び収縮中ベロー
の圧力は夫々減少し且つ増大覆るため、ベローは夫々薄
くなったり厚くなったりする。これがためベローの表面
から音響放射が生ずるようになる。既に説明したように
この音響放射は不所望である。その理由は変換器の？′
ｆ響放則（出力信号）がダイアフラムによってのみ発生
するからである。

この場合には夫々膨張及び収縮中補強手段によってベロ
ーが薄くなったり、厚くなったりするのを少くとも充分
に防止し得るようにする。これがためベローの音響的影
響従って変換器の出力信号の歪みを減少ざぜることがで
きる。

この補強手段として、例えば各々が交叉区域の１方の位
置でベローに配列されたスティフリングを用いる。

本発明にＪζるレバー機構を設（プた大行稈変換器に特
にかかるベローを用いるのは極めて有効である。補強手
段がベローに配列される位置を選択覆ると、これはダイ
アフラム及びシャーシに夫々へローを固着する装向（ラ
イン）によって表わすことができる。ベローがグイ７２
フラム及びシャーシに固着されるこれらラインの周縁長
さはダイアフラムの往復運動中も等しくなり、従って補
強手段の位置を決めるためには周縁長ざがこれらライン
の周縁長ざに等しいこれら交叉区域を用いるのが好適で
ある。これがため補強手段は、ダイアフラムが行程作動
を行わない一合に最大周縁長さを有するこれら交叉区域
の位置に配列し得るようにＪる。

ベローの各折曲げ部に対してその両側に位置する部分を
互に角痘°αで位置させ、この角度をダイアフラムの偏
（ｉ’／′Ｃ５＜ｒい状態で少くともほぼ９０’に等し
くし、これら２つの部分が互に成１角度を特にダイアフ
ラムのイ「意偏位状態で常時９０°及び１２０°間に位
置さ１↓る場合には、べ［Ｊ−により７ｉり則される音
響出力を更に減少さけることかできる。

発明の実施例 図面につぎ本発明の詳細な説明する。

第１ａ図は、ダイアノラム１（一点鎖線で示す）及びコ
ンブライノ′ンス來子２５を除去した状態の本発明電気
音響変換器の１例を示す平面図である。

第１ｂ図は第１ａ図の１３−　Ｂ線」−の断面図である
。

この変換器は磁石系１ど、ボイスコイル巻型２に巻装さ
れ口つ磁石系４の空隙５に装着されたボイスコイル３と
を具える。ボイスコイル巻型２とダイアフラム１との間
はレバー装置を介して運動を伝達する。第１図に示ザ電
気音響変換器は互に成る角度で配列された３個のレバー
装置６．７及び８を具える。

原理的には、互に　１８０°よりも狭い角度、例えば９
０°に配列された２個のレバー表向を用いるのが好適で
ある。しかし、レバー装置は例えば後に説明サペぎピボ
ット素子の不所望な特性のため絶えず成程度の横方向運
動を行うため、３個以上のレバー装置を用いて空隙５内
のボイスコイル巻型２の最適な位置決めを得るＪ：うに
するのが好適である。レバー装置が互に配列される角度
は３６０゜、、７１１とづるのが好適であり、ここにｎ
はレバー装置の数とする。第１１）図は豆に　１２０°
の角度で配列された３個のレバー装置を示す。　　、第
１８及び１）］図に示すレバー装置６はレバーアーム９
を具え、これをその第１位置で支点１１に連結する。支
点１１はボイスコイル巻型２の延長部に位置させるど共
にボイスコイル巻型２内に位置する磁石系４の部分１２
に固着する。第１ａ図に示すように支点１１は３個のレ
バー装置６．７及び８に対し共通と覆る。レバーアーム
９は、その第２位置１３′ｒ：ボイスコイル巻型２に連
結し、目つ第３位置１４でダイアフラｌ＼１に連結する
。レバーアームの支点１１への連結は第１ビボツ１〜素
子１５により行い、ボイスコイル巻型２への連結は第２
ピボツト素子１Ｇ、第１０ツド１７及び第３ピボット素
了１８を経て行い、ダイアノラム１への連結は第４ピボ
ツト素子１９、第２［１ツド２０及び第５ピボツ１〜素
子２１を経て行う。第’ｌ　ｒ＋図に示でようにレバー
装置６はＢ−Ｂ線により画成され第１ａ図の而に対し直
角を成１面内で運動自在どし、第１ｂ図のこの而は第１
Ｃ図から５明らかなように図の面に相当する。第１ａ図
に示７）ようにレバー装置７及び８はＣ−Ｃ線及びＤ−
Ｄ線により夫々画成され且つ第１ａ図の面に対ｌノ直角
を成す面内で運動自在とする。

ビボッ１−累子１５．１６．１８．１９及び２１は板ば
ねどして又は交叉ばねピボットとして構成する。ダイア
フラムの往復運動中ピボット素子１８及び２１はこれら
ピボット素子に対し板ばねを使用し得るような僅かな角
度たり回転する。しかしピボット索子１５．１６及び１
９は化較的広い角度に亘って回転げるため交叉ばねピボ
ットを好適に使用し１ｑるようにする。しかし２個のレ
バー装置を具える好適な例τ′は少くども１個の１７バ
ー装置に交叉はねビボッ１−のみを設けて組立体のねじ
り運動に対する抵抗が最大となるように、即ち組立体の
回転を最小にしｉＮるようにする。この場合理論の検問
、板ばね及び交叉ばねピボットの使用については以下に
示づ刊行物を参照づ−ること。

（ｉ）ジｘ　４・パン・アイク、ジ■イ・エフ・ダイク
スマン著、“ドウ　コンスｊ〜ラクター゛。

の″クルイスベールシャルニーレンパ １９８１年８月、第１６−２１頁、 （１１）ダイア）Ｊ−−ティジョン　テルクｌ−テクニ
ノノル　ユニバーシティ、ダブリューティーティエッチ
、レポートナンバー１１６のジエイ・エフ　ダイクスマ
ンによるア　スタディオブ　リム　アスペクン　オブ　
ザ　メツｊ二カル　ビへイバー　オブ　クロスースプリ
ングピボッツ　アンド　プレート　スプリングメ力ニズ
゛ム　ライス　ネカ゛ティブ　スティフネス″。

（ｉｉｉ　）アール　ゾノイｊイングル著“ル−スング
スカタ［］グ　フ１−ル　センリーレンパパー１〜１、
タラウス凹ノ　フＴルラークマインツ　１９７６　。

この刊行物（１１）には三」−数個の例のリストが含ま
れている。

ビボッ１〜素子１５及び１６間のｙ＋ｊｔａｌｌ及び′
ピボット素子１５及び１９間の距１！１１１を大々ａ及
びｂとする場合にはボイスコイル巻型の変イ１ンを【１
とでるダイアツクムの行程ωはＵ−Ｔに等しくなり、従
ってダイアフラム行程は係数−だ（）拡大されるように
なる。

第１Ｃ図に示すようにレバー装置６はボイスコイル巻型
２及びダイアフラム１の偏収ｌされた方向を示Ｊｏ各々
の中点に対ｉＪるボイスコイル巻型２の行程（１及びダ
イアフラム１の行程ωは明らかに眼でみることができる
。この行程のはレバー装置６を経る伝達のためボイスコ
イル巻型２の変位Ｕよりも大きくなる。更にビボツ１〜
県子１５．１６及び１９がピボット素子１８及び２１よ
り６広い角度に亘つで同転づることも眼でみることがで
きる。

レバー装置により極り）で有効な直線状案内を行うこと
によってレバー装置６がダイアフラム即らピボット素子
２１の位置で作用する際の点は、中心軸２３に相当し、
従ってダイアフラム１の所望の運動方向に相当づる方向
に延在するほぼ直線状のラインに冶って運動するように
なる。

レバー装置７及び８は、レバー装置６につき前述した所
と同様に構成し、１つ同様に作動覆る。

第１図に示す電気音響変換器には平坦なダイアフラムを
段（プｌｃｏしかしダイアフラムは必ずしも平坦とする
必要はイエ＜、例えばドーム杭又（ｊ円錐状のような他
の形状と覆ることもできる。更にダイアフラムを必ずし
も円形とする必要はなく、例えばｉＴ一方形、長方形又
は楕円形とすることもできる。レバー装置６．７及び８
も士述したように配列してボイスコイル、ボイスコイル
巻型及びダイアフラムを心出しすると共に中心軸２３に
相当する方向にのみ運動しｔＦ？るようにＪる。これが
ためボイスコイル巻型により心出しする必要は最早やな
く、従−）て心出しリングを必要どしく＞　くなる。ト
述した所はビボッｊ−索子の理想的イ【特性の場合にの
み有効どなる。即ちこれらピボット素子の横方向ステイ
ッネスを高くしてレバー装置６．７及び８がＢ−Ｂ線、
Ｃ−Ｃ線及び’Ｄ−Ｄ線により夫々画成され月つ第１ａ
図の面に対し直角を成す而でのみ運動し得るようにりる
。ピボット素子の特性が理想的でない場合、例えばその
横方向偏位が著しく大きい場合にはレバー装置６．７及
び８は上記面の外側でも運！ＦＪＪ　；Ｉるようになる
。この場合には心出しリングを用いて空隙内におけるボ
イスコイル巻型の配列がずれないようにする。その他の
手段どじでは板（ＪＬね及び交叉ばねピボットを幅広に
してより理想的な特性が得られ心出し手段を必要どしな
くなるようにｌ」ることができる。

理想的な場合印Ｉ−）ビボッｌ−素子が横方向変位を殆
んど早さない場合にはジグザグベローとして構成され月
つダイアノラム１の外周縁及び変換器シャーシ２Ｇの双
方に周行されたコンプライアンス索子２５は心出し機能
を必要とぜず、密封機能を必要とりるのみである。その
理由はダイアフラム１の前後間が８響的に短絡されるの
を防止する必要があるからである。又二１ンプライアン
ス索子２５によってダイアフラム１の運動を妨害するこ
となくその？−１稈を大きくし得るようにでる。コンプ
ライアンス素子２５の作動及び特性は第４及び５図につ
き後に３１明覆る。又ダイアフラム１の行程を大きくす
るしのであれば従来のコンプライアンス素子をも用い得
ることは明らかて゛ある。レバー装＠６．７及び８に対
して第１図に示す例において支点１１をボイスコイル巻
型の通常の行程内に位置ざぜる場合でも、この支点をボ
イスコイル巻型又はその通常の行程の外側に配置するこ
ともできる。１ツバ−装置６に対づ−る支点１１をボイ
スコイル巻型２の外側に位置するｔｉ′ｉ１石系の部分
に連結し、第２［］ツラド０をボイスコイル巻型２の行
程内に位置させるようにする。

第２図は本発明電気音響変換器の第２例を示す。

本例で（ｊ、１）個のレバー装置を設りそのうちの１個
のみを示り。第２図において第１図に示づものど同一の
ものには同一１′１号を付して示す。本例でもレバー装
置６には１ツバ−アーム９を設（づる。レバーアーム９
は、第ご３゛位ｉ、′４ｔ１４で第１ピボツト素子３０
を軽てダイアフラム１に連結し、第２位置１３で第２ビ
ボツ１〜素子１６、第１０ツド１７及び第３ビボツ［−
索子１８を経てボイス−１イル巻型２に連結し、第１イ
◇１醒１０で第４ビボツ１〜素子３１、第２０ツド３２
及び第５ピボツト索了３３を経て支点１１に連結する。

本例でもビボッ１〜糸子は板ばね又は交叉ばねビポッ］
〜とづることができる。ピボット素子１６．３０及び３
１に対しで・は交叉ばねピボットを用いるのが好適であ
る。ピボット素子１６．３０及び３１を一直線状に配置
するど」（に１ボツト素了１８．３０及び３３も一直線
状に配置する。ダイアフラムの任意の隔位位置ではこれ
により２個の類似の三角形を構成する。

即ち一方の三角形はピボツ１へ索子３０．３１及び３３
の位置により画成し、他ｌ）の三角形はピボット素子１
６．１８及び３０の位置ににり画成づる。これがためボ
イスコイル巻型の行程及びダイアフラムの行程を正しく
直線状に拡大することかできる。この場合ダイアフラノ
、行程はライン３５の方向に一致づる方向において行わ
れるようになる。これがためレバー機構は実際には変換
器の出力信号に影響を与えない。ダイア−ノラム１をド
ーム状ダイアフラムとして構成する。しかしダイアフラ
ムの形状を他の形状とげることができ、この場合にはレ
バー装置を浄かだ（）変更し得るようにする。例えば］
ｌ川なダイアフラムを駆動する場合にはピボット素子１
４どダイアフラムとの間に追加のロッドを配設して平ｉ
ｏなダイアフラムを正及び負の行程を呈せしめるように
する。しかしピボツ１〜索了１４とダイアツクｌ、　１
どの間に追加のロッドを設けることによって磁石系の運
動質量（Ｊ増大づるようになる。これは不所望である。

その理由はこれによって電気ＢＰ！変換器の効率を減少
づるようになるからである。

子連した所から明らかなように第１図に示すレバー装置
を有する変換器の効率は第２図に示すレバー装置を設（
′Ｊ同様の型のダイアフラムを具える同（１の変換器の
効率よりも低くなる。第１図に示１例では第２０ツト２
０はダイアフラムの並進行程に相当する並進運動を行う
。これがため運動質量は、ダイアフラノ、１、第２【］
ツラド２及びボイスコイルを有づるボイスコイル巻型の
質量の和にほぼ等しくなる。第２図に示ηレバー装置で
はレバーアームつとダイアツクｌい１との間にロッドを
設（Ｊない。これがため運動３１１品は小さくなり従っ
て効率は高くなる。第２図に示づ第２０ツド３２は極め
て僅かだ（プ回転するだ（］て並並進動は行わない。

本例ではダイアフラム１の外周縁と変換器のシセーシ２
６との間の１ンブライアンス素子３６に工］シては従来
のものを用い、この］コンプライアンス素子Ｇによって
グイノ′フラムの行程が最大となるようにする。しかし
かかる」ンプライアンス素子はダイアフラムの９１程を
極めて人さくする場合には好適ではない。特に大ぎな行
程に対してコンプライアンス素子の’Ｂ＋　・ｌ’ｌが
非直線性の場合には変換器の出力信号が大きく歪むよう
になる。第３図は米国特許第３０１９８４０弓明細由か
ら既知のジグ１ｒグベロ−の断面を示す、１１ノかし・
、これら既知のベローの欠点は、これらべ「ノーが変換
器の音響出力信号に影響を与えることである。この影響
は不所望である。その理由はグーイアフラムのみが変換
器の音響出力信号を光牛ザるからである。変換器の出力
信号に及ばずベローの音響的な影響を第３図につき説明
する。ダイアフラムの運動方向・（第３図においてはこ
の方向を矢印４１で示す）に対し直角を成す而における
ベロー４０の断面は一つのラインとなる。このラインは
閉ラインでありへローが円形の場合には円となる。この
ラインの良さく円周）は十記面が矢印４１と一致゛づ゛
る方向にずれる際に変化４る。このラインの良さが最小
となるのはベローが最も秋くなる場合で′あり、これを
符号４２で示し、ラインの長さが最大どなるのはへロー
が最も広く（叩ら最も厚く）なる場合ぐ必りこれを符号
４３で示す。点線４４及び４４′　はベローの各側部４
６及び４６′　の中火部（４５及び４５′）と夫々相互
接続する。

第３図に示すベローを電気音響変換器に用いる場合に１
．．１．ごのベロー内のスペース４７は、ベロー壁と、
ベロー拍部のダイアフラムど、電気音響変換器底部の眼
孔系とににっで囲まれるスペースとなる。

説明の便宜上、４１３図のべ「１−の底部が下方に動ぎ
、第３図のべ１−１−のＩＧ４部が上方に動き、且つベ
ローの中央部がでのままの位置に保持されるものとする
と、ダイア／フラムの往復運動により、ベローが矢印４
１で示′ＩＪ方向に膨張りる際に上記スペース４７の圧
力が減少Ｊる。これがためベロー側部の中央部４５及び
４５’　１．１．ダイアフラムの往復運動方向４１に動
くだ（プで１．ｒ　＜第３図の面内で夫々左右に動＜に
う（こなる。（ｌ″Ｌ−、ンてベローは薄くなる。第３
図に示スにうに、べ１１−のかかる膨張中点線４４及び
４４′　は点線４８及び４８′　に変化し、これら点線
４８及び４８′　はベローの膨張した状態で夫々中央部
４５及び４５′　と相互接続する。しかじへローの収縮
中スペース４７の圧力は増大する。この場合中央部４５
及び４５′　はダイアフラムの往復運動方向に動くだけ
ではなく第３図の面において夫々左右にも動（ようにな
る。ｉ！ってべ［］−は厚くなる。第３図に示１ように
べ１］−の収縮中点線ｌ１４及び４４′　は点線４９及
び４９′（こ変化し、これら点線４９及び４９′　はベ
ローの収縮された状態において夫々中央部４５及び４５
′　と相互連結する。これがためベローの壁部は音響信
号を／ｌ々川弓用ようになる。前述したように変換器の
音響出力信号に及ばずかかる影響（ま不所望である。

第４図は本発明ジグザグベローを有する電気音響変換器
の例を示す。本例によればベローの音響的な影響は殆／
υど除去されるようになる。本例ではベローに、そのダ
イアフラムの運動方向に対し直角を成づ多数の理想的な
ＶＪ１而に補強手段を設（プてダイアフラムの往復運動
中もこれら断面を少くともほぼ一定に保持し得るように
づる。この目的のために例えばベローにスティッフリン
グを設ける。第４図に丞１−ベローに対してはこれを一
定に保持されているライン４３の断面、即ちダイアフラ
ムの偏位してい４１い状態における周縁の長さが最大ど
なる断面とする。第４図においてはこれをリング５２に
」：り達成する。べ「１−の作動を第５図に線図的（こ
示Ｊ０ 第５図は第４図に符号Ｖで示されるベローの部分を示づ
。２個のライン４３及び１個のライン４２間のベローの
部分にＪ、って形成されるべ１］−の２つの連続面部ち
ライン４２の折曲げ部の両側のベロー表面の部分は、べ
１−１−の体ＩＬ状態、即らダイアフラムのＱ　（マＩ
　Ｌ／てい４）−い状［洪において互に２αの角度で配
置されている１、これは第５図の部分ＡＳ及びＡＣ間の
角孔が２αであることを意味する。ベローが膨張した状
態で（まこのリング部分は互に大ぎな角度β−２〈（χ
（（１α）で配置されるようにイｆ　る　。

本発明では補強丁「９を用いＣいるためライン４３の周
縁の長さは、ベローが休止状態にあるか又は膨張した状
態にあるかど番、１無関係にほぼ一定となる。このこと
は、第５図において点Ｅ、Ｂ、Ｃ及びＦが一直線上に配
置されていることから明らかである。

三角形ΔＢＣの表面柚及び三角形ＥＤＦの表面狛の差は
変換器の出力信号に及ぼすコンプライアンス索了５０の
高密的な影響の目安となる。三角形△［−３０の面積は
次式で表わすことができる。

ρ２ｓｉｎα　ＣＯＳα　　　　９・φ（１）二角形Ｄ
ＥＦの面積は次式で表わされる。

、ｐ２ｓｉｎ（α　−トｄ　α　）ＣＯＳ（α　十ｄ　
α　）・・・（２） 従って両式の差は次式で表わすことができる。

Ｑ’　　（ｓｉｎ　　（ｃｚｄα）ｃｏｓ　　（α＋ｄ
　α）−Ｓ１０　α　ＣＯ５α　〕　　・　　中　　・
　　く　３　）ここに℃は線分ΔＢ、ＡＣ，ｒ）Ｅ及び
ＤＦの長さとづる。式（３）をαで微分することによっ
て、ベローの音響的な影響叩ち式〈３）の結果はαが４
５°の際に最小となることを計算することができ、１に
つてベローの２つの連続面間の角度は９０°となる。ダ
イアフラムの最大行程に依存してコンプライアンス素子
をｊＸ官構成し、ダイアフラムのイｆ意偏位状態に対し
ベローの連続面の各対間の角度がト記９０°に対し最大
で±３０°変化し得るようにするのが好適である。これ
は、ベローの大きな角度βが６０°〈β〈１２０°の範
囲となることを意味する。かＪ、うにしてベローの音響
的な影響を最小とすることができる１、何れの断面を一
定に保持するかと云うことは、第１図に承り変換器にお
いてベローが最大長きのうインに沿ってダイアフラム１
及びシャーシ２６に固４されることで実際に（，１決ま
る。ダイアフラムの１１復運動中ベローがダイアフラム
及びシャーシに同容される長さく本例では最大長さのラ
イン）は変化しない。これがため本例ではライン４３を
、（１復運動中でも長さが一定に保持されるラインとし
て選定づ−る。或いは又ベローを最小長さのラインに沿
ってダイアフラム及びシャーシに固＠覆ることができる
。この場合には補強手段をライン４２に沿って配列覆る
必要がある。

しかし一般には全ての断面がベローの休止状態で等しい
周縁長さをイｊ′１」るｂのとすると、最小及び最大断
面間に位置づるＩｔ！、Ｉ所でベローを補強することも
できる。

第５図につき説明した本発明によるジグ；Ｊ”グベロー
は、一般に、既知のコンプライアンス素子の音響的な影
響による歪みを減少するための電気音響変換器即ら従来
の変換器にも好適に用いることができる。この場合には
第４図に示す構成を得ることができる。しかしかかるベ
ローを、大？）程の電気音響変換器、即ち第１又は２図
に示すような本発明レバー機（８を右づる変換器にも特
に好適に用いることができる。

本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく幾多
の変更を加えることができる。

例えばビ工ゾレラミック変換器のような電気機械変換器
又は二層ピエゾセラミック素子（バイモルノ）の電気機
械アクチュＴ−夕にも本発明を適用することができる。

かかる円形素子は、その中央部分でフラング覆ることが
できると共に例えば変換器シャーシのような固定点に連
結することができる。この場合にはピエゾセラミック素
子の周縁に沿って２個以上のレバー装置を配列し、これ
らレバー装置を介してダイアフラムにピエゾセラミツツ
ク素子を連結し得るようにする。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図はレバー機構を設けた電気音響変換器の１例の
ダイアノラム及び二］ンブライアンス素子を除去した状
態をり、？ｌ平而面、 第１ｂ図は同じくぞの１３−Ｂ線上の断面図、第１Ｃ図
は同じくそのダイアフラム変位状態にお４−Ｊるレバー
装置を示ザ１部断面側面図、第２図は本発明？１−ｉ気
８箆）変換器の曲の例を示す断面図、 第３図は既知のジグリ“グベローを示づ側面図、第４図
は本発明ジグザグベローを具える電気音響変換器の他の
例を示１断面図、 第５図は第４図に示づジグリ“グベローの１部分を拡大
して示ｉｌｊ説明図である。 １・・・ダイアフラム　　　２・・・ボイスコイル巻型
３・・・ボイスコイル　　　４・・・磁石系５・・・空
隙　　　　　　　　６．　７．　８・・・レバー装置９
・・・レバーアーｌオ　　　１０・・・第１位置１１・
・・支点　　　　　　　１２・・・磁石系の一部分１３
−１２　位Ｅｌ　　　　　　　　　　　１４−＄　３　
ｆＨンｉＷ１５、３０・・・第１ビボツ１〜素子 １６・・・第２ピボツ１へ索子　１７・・・第１０ツト
１８・・・第３ピボツト素子 １９、３１・・・第４ピボツ１〜素子 ２０、３２・・・第２０ンド ２１、３３・・・第５ピボツト素子 ２３・・・中心軸 ２５・・・コンプライアンス素子 ２６・・・シャーシ、ｌ 特許出願人　　「ヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファブリケン 第１頁の続き ０発　明　者　アドリアヌス・ヨゼフ・マリア・カイゼ
ル オランダ国５６２１ベーアー・アイ ンドーフエン・フルーネヴアウ ツウエツハ１ ６３５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ダイアフラム及び電気機械アクチュエータを有し、
   このアクチュエータを、これからの運動を前記ダイアフ
   ラムに伝達するレバー機構を介してダイアフラムに連結
   するようにした電気音響変換器において、前記レバー機
   構は、互に成る角度又は変換器の中心軸線に対し成る角
   度で配列されたｎ個（ｎ≧２）のレバー装置を具え、核
   酸る角度を、ｎ＝２の場合１８０°より小さくし、ｎ≧
   ３の場合３６０゜／ｎに等しくするようにしたことを特
   徴とする電気音響変換器。 ２、電気機械アクチュエータは、磁石装置と、ボイスコ
   イル巻型に巻装され磁石装置の空隙に配置されたボイス
   コイルとを具え、レバー装置は、レバーアームを具え、
   該レバーアームを、その第１位置で支点に連結し、第２
   位置でボイスコイル巻型に連結し、第３位置でダイアフ
   ラムに連結するようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載Ｑ電気音響変換器。 ３、レバーアームを、その第１位置では第１ピボツト素
   子を経て前記支点に連結し、第２位置では第２ピボツ１
   へ素子、第１０ツト及び第３ピボツト素子を経て前記ボ
   イスコイル巻型に連結し、第３１１°Ｉｔａでは第４ピ
   ボツト素子、第２０ツト及び第５ピボツト素子を経て前
   記ダイアフラムに連結するようにしたことを特徴とする
   特性ｎｆ’ｌ求の範囲第２項記載の電気音響変換器。 ４、レバーアームを、その第３位置では第１ビボッ］−
   素子を経て前記ダイアフラムに連結し、第２位置では第
   ２ピボツト素子、第１０ンド及び第３ビボツ１−素子を
   経てボイスコイル巻型に連結し、第１位置では第４ピボ
   ツト素子、第２０ツト及び第５ピボツト素子を経て前記
   支点に連結するにうにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の電気音響変換器。 ５、第２及び第４ビボツｉ〜素子並びに第１、第３及び
   第５ピボツ１〜素子を夫々−直線状に配Ｖｌｌ　７する
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
   の電気音響変換器。 ６、ビボッｉ−素子を、板ばね及び、・′又は交叉ばね
   ピボットとしたことを特徴とする特許請求の範囲第３項
   乃至第５項の何れかに記載の電気音響変換器。 ７、少くとも第１、第２及び第４ピボッｌ−素子を交叉
   ばねビボッ１−とじたことを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載の電気音響変換器。 ８、前記支点は、ボイスコイル巻型内又はその通常の延
   長部に配設し、且つ前記マグネット装置の前記ボイスコ
   イル巻型内に延在する部分に連結刀るようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項乃至第７項の何れかに
   記載の電気音響変換器。 ９、ダイアフラムと、その外周縁及び変換器シャーシに
   固着され、ジグリ゛グベローの形状をなりコンプライア
   ンス索子とを具える電気音響変換器において、ダイアフ
   ラムの運動方向に対し直角を成づ多数の同一の断面の個
   所にて前記ぺ１］−１こ、ダイアフラムの往１ｕ連動中
   も前記断面を少くどもほぼ一定に保持する補強手段を設
   けたことを特徴どする電気音響変換器。 １０、変換器にはダイアノラムの外周縁及び変換器シャ
   ーシに固着されジグリ“グベローの形状を成す］ンプラ
   イアンス素子を設（ｊ、ダイアフラムの運動方向に対し
   直角を成す多数の同一の断面の個所にて前記ベローにダ
   イアフラムの往復運動中も前記断面を少くともほぼ一定
   に保持する補強手段を設（プたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第８項の何れかに記載の電気７ン１
   響変換器。 １１、ダイアフラムの偏位されていない状態で周縁の長
   さが最大どなるこれら断面の個所に補強手段を設【プる
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第９項又は
   第１０項記載の電気音響変換器。 １２、ベローの各折曲げ部に対しその両側に位置するベ
   ローの部分を互に２αの角度とし、この角度を、ダイア
   フラムの偏位しない状態で少くともほぼ９０°に等しく
   なるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第９項
   、第１０項又は第１１項記載の電気音響変換器。 １３、ダイアフラムの任意の偏位状態において両部会が
   互に形成する角度を絶えず６０’及び１２０°間どした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の電気音
   響変換器。